JPH0747111B2 - Method and apparatus for separating organic liquid mixture - Google Patents
Method and apparatus for separating organic liquid mixtureInfo
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- JPH0747111B2 JPH0747111B2 JP61238084A JP23808486A JPH0747111B2 JP H0747111 B2 JPH0747111 B2 JP H0747111B2 JP 61238084 A JP61238084 A JP 61238084A JP 23808486 A JP23808486 A JP 23808486A JP H0747111 B2 JPH0747111 B2 JP H0747111B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本願発明は、有機液体混合物を、特定の高分子膜を用い
てパーベーパレーション法により分離または濃縮する方
法と装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for separating or concentrating an organic liquid mixture by a pervaporation method using a specific polymer membrane.
[従来の技術] 高分子膜を用いて有機液体混合物を分離するプロセス
は、従来より米国特許第2953502号明細書などに開示さ
れている。この分離プロセスには、一般にパーベーパレ
ーション法と呼ばれる分離方法が用いられ、これは、高
分子膜の高圧側(一次側)に処理すべき液体を供給し、
透過し易い物質を低圧側(二次側)に蒸気として優先的
に透過させる方法である。この方法は、従来簡単な方法
では分離できなかった液体混合物、例えば共沸混合物、
沸点が近接した比揮発度の小さい混合物系、加熱によっ
て重合や変成を起す物質を含む混合物を分離または濃縮
する効果的で省エネルギー的方法として注目されてい
る。[Prior Art] A process for separating an organic liquid mixture using a polymer membrane has been disclosed in US Pat. No. 2953502 and the like. For this separation process, a separation method generally called a pervaporation method is used, which supplies the liquid to be treated to the high pressure side (primary side) of the polymer membrane,
This is a method of preferentially permeating a substance that easily permeates to the low pressure side (secondary side) as vapor. This method is a liquid mixture that cannot be separated by a conventional simple method, for example, an azeotropic mixture,
It has attracted attention as an effective and energy-saving method for separating or concentrating a mixture system having a small relative volatility with boiling points close to each other and a mixture containing a substance which causes polymerization or transformation by heating.
このパーベーパレイション法は、二次側の膜表面の透過
蒸気の圧力を下げることによって透過が推進されると考
えられ、現段階では、試験研究的に二次側を真空ポンプ
で減圧に保持するか、または二次側膜表面に不活性ガス
をキャリアガスとして流して膜透過を実現している。工
業的プロセスとしては、特開昭58-95523号公報等に開示
されているように多くの場合二次側を減圧に保持する方
法が検討されている。二次側の減圧度は膜の分離性能に
大きく影響するので、膜性能を充分に発揮させて効率的
な濃縮、分離を行なうためにはできる限り二次側の圧力
を低く保持することが好ましい。実験室的レベルの試験
では通常数mmHg以下で実施されている例が多い。In this pervaporation method, it is considered that permeation is promoted by lowering the pressure of permeated vapor on the membrane surface on the secondary side. At this stage, the secondary side is kept at a reduced pressure by a vacuum pump experimentally. Alternatively, an inert gas is passed as a carrier gas on the surface of the secondary side membrane to realize membrane permeation. As an industrial process, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-95523, a method of keeping the secondary side at a reduced pressure is being studied in many cases. Since the degree of pressure reduction on the secondary side greatly affects the separation performance of the membrane, it is preferable to keep the pressure on the secondary side as low as possible in order to fully exert the membrane performance and perform efficient concentration and separation. . In laboratory-level tests, there are many cases where tests are usually performed at several mmHg or less.
また、水溶液から有機液体成分を濃縮して分離すること
を目的とする場合、透過蒸気を捕集しなければならな
い。この場合、減圧下または、不活性ガス気流下でコー
ルドトラップに導いて凝縮させる。捕集効率を上げ損失
量を減少させるためには、トラップを充分に冷却させる
必要があり、透過側の真空度を高める程、コールドトラ
ップの冷却温度を下げる必要がある。Further, when the purpose is to concentrate and separate the organic liquid component from the aqueous solution, the permeated vapor must be collected. In this case, it is introduced into a cold trap under a reduced pressure or an inert gas stream to be condensed. In order to increase the collection efficiency and reduce the loss amount, it is necessary to sufficiently cool the trap, and it is necessary to lower the cooling temperature of the cold trap as the degree of vacuum on the permeate side is increased.
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、パーベーパレーション法は、現段階では
工業化の試験研究的レベルにあり、工業技術的には通常
の真空ポンプで大容量の装置を高真空度に保持すること
は困難であるという問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, the pervaporation method is at a test and research level for industrialization at this stage, and in terms of industrial technology, an ordinary vacuum pump holds a large-capacity device at a high degree of vacuum. There was a problem that it was difficult to do.
また、工業的技術として、トラップを低温に保持するプ
ロセスは、エネルギーを最も多く消費するという問題点
があり、このコールドトラップの冷却温度をできる限り
高くして、しかも捕集効率を充分にあげることが要求さ
れる。Further, as an industrial technique, the process of keeping the trap at a low temperature has a problem that it consumes the most energy. Therefore, it is necessary to raise the cooling temperature of this cold trap as high as possible and to sufficiently improve the collection efficiency. Is required.
本発明は真空ポンプとメカニカルブースタポンプを効率
よく組み合わせることにより、コールドトラップの負担
を軽減するか、または省略するとともに、目的物を高真
空で効率よく分離する技術を提供する。The present invention provides a technique for efficiently combining a vacuum pump and a mechanical booster pump to reduce the burden on a cold trap or to omit it, and to efficiently separate a target object in a high vacuum.
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明は下記の構成を有する。[Means for Solving Problems] In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
(1)有機液体混合物をパーベーパレーション法で分離
する方法において、膜モジュールと真空ポンプとの間に
メカニカルブースタポンプを設け、メカニカルブースタ
ポンプの圧縮比を5倍以上とし、膜モジュールの二次側
の真空度を30mmHg以下に保持することを特徴とする有機
液体混合物の分離方法。(1) In a method of separating an organic liquid mixture by a pervaporation method, a mechanical booster pump is provided between a membrane module and a vacuum pump, the compression ratio of the mechanical booster pump is set to 5 times or more, and a secondary side of the membrane module is provided. A method for separating an organic liquid mixture, characterized in that the degree of vacuum of the is maintained at 30 mmHg or less.
(2)有機液体混合物をパーベーパレーション法で分離
する装置において、膜モジュールと真空ポンプとの間に
メカニカルブースタポンプを設けたことを特徴とする有
機液体混合物の分離装置。(2) An apparatus for separating an organic liquid mixture by a pervaporation method, wherein a mechanical booster pump is provided between a membrane module and a vacuum pump.
第1図に本願発明の有機液体混合物の分離方法、及び装
置のフロー図を示し具体的に説明する。図中、1は有機
液体混合物の供給液層、2はその循環ポンプ、3は加温
装置、4はパーベーパレーション法膜モジュール、5は
メカニカルブースタポンプ、6はコールドトラップ、7
は真空ポンプを示す。処理すべき有機液体混合物を1の
供給液層に貯え、2の循環ポンプにより3の加温装置で
供給液の温度を所定の温度に調節したのち、パーベーパ
レーション用膜モジュールに供給し、しかる後8の回路
からもとの供給液層に戻し、有機液体混合物を循環させ
る。膜モジュールの二次側は、30mmHg以下、好ましくは
10mHg以下の真空度に保持され、5のメカニカルブース
タポンプで10mmHg以上好ましくは30mmHg以上、圧縮比10
倍以上に昇圧して6のコールドトラップに透過蒸気を導
き、透過蒸気を凝縮させて捕集した後、7の真空ポンプ
によりその真空度を保持する。点線で示す回路9は二次
側の運転開始時にまず7の真空ポンプにより膜モジュー
ルの二次側を所定の真空度まで排気してから、9の回路
を通じて5のメカニカルブースタポンプを始動させるた
めのものである。メカニカルブースタポンプの回路を閉
じて、9の回路により7の真空ポンプだけで運転する方
法が従来から試験的に実施されている方法に相当する。FIG. 1 shows a flow chart of a method for separating an organic liquid mixture and an apparatus according to the present invention, which will be specifically described. In the figure, 1 is a liquid supply layer of an organic liquid mixture, 2 is its circulation pump, 3 is a heating device, 4 is a pervaporation method membrane module, 5 is a mechanical booster pump, 6 is a cold trap, and 7
Indicates a vacuum pump. The organic liquid mixture to be treated is stored in the feed liquid layer 1 and the temperature of the feed liquid is adjusted to a predetermined temperature by the heating device 3 by the circulation pump 2 and then fed to the pervaporation membrane module. The circuit of the rear 8 is returned to the original liquid supply layer, and the organic liquid mixture is circulated. The secondary side of the membrane module is 30 mmHg or less, preferably
A vacuum level of 10 mHg or less is maintained, and a mechanical booster pump of 5 has a compression ratio of 10 mmHg or more, preferably 30 mmHg or more.
The permeated vapor is guided to the cold trap 6 by increasing the pressure more than twice, and the permeated vapor is condensed and collected, and then the degree of vacuum is maintained by the vacuum pump 7. The circuit 9 shown by the dotted line is for starting the operation of the secondary side by first evacuating the secondary side of the membrane module to a predetermined vacuum degree by the vacuum pump 7 and then starting the mechanical booster pump 5 through the circuit 9 It is a thing. The method of closing the circuit of the mechanical booster pump and operating only the vacuum pump of 7 by the circuit of 9 corresponds to the method which has been experimentally implemented in the past.
有機液体混合物としては、通常パーベーパレーション法
の対象とされる有機液体混合物すべてに適用することが
できる。すなわち、少なくとも有機液体をその構成成分
の一つとする液体混合物であれば適用することができ
る。As the organic liquid mixture, it is possible to apply to all the organic liquid mixtures that are usually the target of the pervaporation method. That is, any liquid mixture containing at least an organic liquid as one of its constituents can be applied.
有機液体混合物の具体例としては、水−メタノール、水
−エタノール、水−プロピルアルコール。水−イソプロ
ピルアルコール、水−アリルアルコール、水−メチルエ
チルケトン、水−アセトン、水−酢酸エチル、水−ブチ
ルアルコール、水−アミルアルコール、水−フルフリル
アルコール、水−テトラヒトロフラン、水−ジオキサ
ン、水−アセトニトリルなどを種とする混合物が代表例
として挙げられる。また、酢酸メチル−メタノール、酢
酸エチル−エタノール、ベンゼン−シクロヘキサン、メ
タノール−アセトン、ベンゼン−メタノール、ベンゼン
−エタノール、アセトン−フロロホルム、メタノール−
アセトン、エチルベンゼン−スチレン、パラクロロエチ
ルベンゼン、−パラクロルスチレン、トルエン−メチル
シクロヘキサン、ブタジエン−ブテン類、ブタジエン−
ブタン類などを主成分とする混合物も挙げられる。しか
しこれらの具体例に限定されるものではない。Specific examples of the organic liquid mixture include water-methanol, water-ethanol and water-propyl alcohol. Water-isopropyl alcohol, water-allyl alcohol, water-methyl ethyl ketone, water-acetone, water-ethyl acetate, water-butyl alcohol, water-amyl alcohol, water-furfuryl alcohol, water-tetrahitofuran, water-dioxane, water A representative example is a mixture of acetonitrile and the like. Also, methyl acetate-methanol, ethyl acetate-ethanol, benzene-cyclohexane, methanol-acetone, benzene-methanol, benzene-ethanol, acetone-fluoroform, methanol-
Acetone, ethylbenzene-styrene, parachloroethylbenzene, -parachlorostyrene, toluene-methylcyclohexane, butadiene-butenes, butadiene-
A mixture containing butanes as a main component is also included. However, it is not limited to these specific examples.
有機液体混合物を膜モジュールに供給する時の温度は、
膜モジュールの前におく、加温装置で所定の温度に調節
することができるが、供給液層で調節することもでき
る。多くの場合、分離膜の特性から、80℃〜100℃が上
限である。しかし、無機多孔質膜を用いた膜モジュール
の場合には、100℃以上、有機液体混合物の沸点以下の
範囲も可能である。The temperature at which the organic liquid mixture is supplied to the membrane module is
The temperature can be adjusted to a predetermined temperature by a heating device placed in front of the membrane module, but it can also be adjusted by a feed liquid layer. In many cases, the upper limit is 80 ° C to 100 ° C due to the characteristics of the separation membrane. However, in the case of a membrane module using an inorganic porous membrane, the range of 100 ° C. or higher and the boiling point of the organic liquid mixture or lower is also possible.
膜モジュールとしては、パーベーパレーション法の膜モ
ジュールであれば、何ら制約されることはない。The membrane module is not limited as long as it is a membrane module of the pervaporation method.
すなわち、膜素材としては、天然高分子膜、天然高分子
を化学的に修飾、変成した構造からなる膜、合成高分子
膜、または、無機多孔質膜のいずれを用いた分離膜でも
よく、複合膜や、多孔質膜に分離活性素材を含浸した状
態の膜でもよい。That is, the membrane material may be a natural polymer membrane, a membrane having a structure obtained by chemically modifying or modifying a natural polymer, a synthetic polymer membrane, or a separation membrane using an inorganic porous membrane. It may be a membrane or a membrane in which a separation active material is impregnated in a porous membrane.
また、水溶液を対象とする場合には、水を選択的に透過
させる膜と、有機液体成分を選択的に透過させる膜があ
るが、いずれのタイプの膜でもよい。When an aqueous solution is used, there are a membrane that selectively permeates water and a membrane that selectively permeates an organic liquid component, but any type of membrane may be used.
膜形状は、中空糸膜、平膜、あるいは管状膜いずれであ
ってもよい。The membrane shape may be a hollow fiber membrane, a flat membrane, or a tubular membrane.
膜モジュールの基本的型式は、特公昭39-28695号公報記
載の中空糸膜モジュール、特公昭47-11696号公報記載の
中空糸膜モジュール、特公昭49-8629号公報記載のスパ
イラルワウンド型平膜モジュール、あるいは、いわゆる
プレートアンドフレーム型の膜モジュールのいずれでも
よい。The basic type of the membrane module is a hollow fiber membrane module described in JP-B-39-28695, a hollow fiber membrane module described in JP-B-47-11696, and a spiral wound flat membrane described in JP-B-49-8629. It may be either a module or a so-called plate-and-frame type membrane module.
メカニカルブースターポンプは、基本的には通常のルー
ツポンプが好ましく用いられるが、封止液を使用してい
ない他型式のドライポンプでもよく、有機液体混合物の
性質により耐食性に問題のないものであればさしつかえ
ない。Basically, a normal roots pump is preferably used as the mechanical booster pump, but other types of dry pumps that do not use a sealing liquid may be used as long as there is no problem in corrosion resistance due to the properties of the organic liquid mixture. I don't care.
膜モジュールの二次側の真空度は、透過量、混入ガス
量、およびリークガス量を考慮して排気能力を選定し
て、30mmHg以下、好ましくは0.1〜10mmHgの範囲に調節
する。真空度の調節は、メカニカルブースタポンプの回
転数を膜モジュールの二次側の圧力計で調節して行なう
方法が好ましいが、メカニカルブースタポンプ前のリー
クバルブを圧力計で作動させて行うこともできる。The degree of vacuum on the secondary side of the membrane module is adjusted to 30 mmHg or less, preferably in the range of 0.1 to 10 mmHg by selecting the exhaust capacity in consideration of the permeation amount, the mixed gas amount, and the leak gas amount. The degree of vacuum is preferably adjusted by adjusting the rotation speed of the mechanical booster pump with a pressure gauge on the secondary side of the membrane module, but it can also be performed by operating the leak valve in front of the mechanical booster pump with a pressure gauge. .
メカニカルブースタポンプの出口の真空度、すなわち、
コールドトラップの入口の真空度は、コールドトラップ
の捕集率(または損失率)、したがって透過成分の蒸気
圧と冷却温度との関係を考慮し、ブースタポンプの給気
側真空度と圧縮率とから決定される。この真空度はブー
スタポンプの排気量に対して真空ポンプの排気能力を選
定し、真空ポンプ前のリーク弁をメカニカルブースタポ
ンプ排気側の圧力計で作動させて調節する。通常は10mm
Hg以上、好ましくは30mmHg以上100mmHg以下の範囲で決
められる。たとえば好ましい条件としてブースタポンプ
は圧縮比5倍以上であるが、仮に圧縮比が10倍とする
と、膜モジュールの2次側の真空度を5mmHgとすると、
メカニカルブースタポンプ排気側の真空度は50mmHgにす
ることができる。従ってコールドトラップの冷却を軽減
できると同時に真空ポンプの負担も軽減できる。Vacuum level at the mechanical booster pump outlet, that is,
The vacuum degree at the inlet of the cold trap is calculated from the vacuum degree and the compression rate on the air supply side of the booster pump in consideration of the collection rate (or loss rate) of the cold trap, and hence the relationship between the vapor pressure of the permeated component and the cooling temperature. It is determined. The degree of vacuum is adjusted by selecting the exhaust capacity of the vacuum pump with respect to the exhaust volume of the booster pump and operating the leak valve in front of the vacuum pump with a pressure gauge on the exhaust side of the mechanical booster pump. Usually 10 mm
It is determined in the range of Hg or more, preferably 30 mmHg or more and 100 mmHg or less. For example, as a preferable condition, the booster pump has a compression ratio of 5 times or more, but if the compression ratio is 10 times and the degree of vacuum on the secondary side of the membrane module is 5 mmHg,
The degree of vacuum on the exhaust side of the mechanical booster pump can be set to 50 mmHg. Therefore, the cooling of the cold trap can be reduced, and at the same time, the load on the vacuum pump can be reduced.
本発明においては、透過蒸気成分をコールドトラップで
捕集する必要がない場合もあり得る。このような場合と
しては、たとえば有機液体から水を取り出す場合が挙げ
られる。特に含水エタノールから脱水するような系で
は、水のみを透過蒸気として取り出し、その全量を真空
ポンプ排気除去することができる。このような場合は電
力消費量が最も有利になるようにポンプ能力を設定する
ことができる。In the present invention, it may be unnecessary to collect the permeated vapor component with the cold trap. An example of such a case is a case where water is taken out from an organic liquid. Particularly in a system in which water is dehydrated from water-containing ethanol, only water can be taken out as a permeated vapor and the whole amount can be removed by evacuation with a vacuum pump. In such a case, the pump capacity can be set so that the power consumption becomes most advantageous.
コールドトラップは、小規模の装置の場合にはドライア
イス寒剤または液体窒素で冷却することも可能である
が、工業的レベルに於ては任意に冷却温度を調節しうる
冷却機を使用するのが好ましい。トラップの型式はコイ
ル式または多管式でもよいが、氷結による管の通路の狭
塞が発生しないようにする。複数のトラップを切換え式
にして、リーク回路と予備真空回路とを設け、連続的に
運転しうるようにしておくことが好ましい。The cold trap can be cooled with dry ice cryogen or liquid nitrogen in the case of a small-scale device, but at the industrial level, it is preferable to use a cooler capable of arbitrarily adjusting the cooling temperature. preferable. The trap type may be a coil type or a multi-pipe type, but it is necessary to prevent the passage of the pipe from being blocked due to icing. It is preferable that a plurality of traps are of a switching type and provided with a leak circuit and a preliminary vacuum circuit so that they can be continuously operated.
真空ポンプには、通常の油回転式ポンプ、多翼回転式ポ
ンプ、水封型ポンプ、乾式真空ポンプなどを一段、また
は同型式あるいは翼形式のポンプを多段に組み合わせて
使用することもできる。As the vacuum pump, an ordinary oil rotary pump, a multi-blade rotary pump, a water-sealed pump, a dry vacuum pump or the like can be used in one stage, or a pump of the same type or a blade type can be used in combination in multiple stages.
[実施例] 第1図に示すフロー図に従って具体的に説明する。[Embodiment] A specific description will be given according to the flowchart shown in FIG.
温度調節のついた40lの恒温層1に10重量%のエチノー
ル水溶液を供給し、約60℃に調節してガラス製シールレ
ス型遠心ポンプ2を使って3l/分の速度でパーベーパレ
ーション用膜モジュール4に循環させる。加温装置3
は、膜モジュールの前段にステンレス製コイルを連結
し、水槽に浸漬した装置を60℃に設定して用い、膜モジ
ュールに供給するエタノール水溶液の温度を60℃±1℃
に調節した。4の膜モジュールには、10cm×10cmの有効
膜面積を有するプレートアンドフレーム型の膜モジュー
ルを使用した。分離膜には、約10μmの厚さのポリ[1
−(トリメチルシリル)−1−プロピン]のフィルムを
10枚使用して、総有効面積0.1m2の膜モジュールとし
た。メカニカルブースタポンプ5には、0.4kw/時の電動
機付の排気量108m3/時のルーツポンプを用いた。なお
前記したポリ[1−(トリメチルシリル)−1−プロピ
ン]は、特開昭60−75306号公報によって知られている
膜素材である。Membrane for pervaporation is supplied at a rate of 3l / min using a glass sealless centrifugal pump 2 by supplying 10wt% aqueous solution of ethinol to 40l thermostat 1 with temperature control and adjusting to about 60 ° C. Cycle to module 4. Heating device 3
Is a system in which a stainless steel coil is connected to the front side of the membrane module and the device immersed in a water tank is set to 60 ° C. The temperature of the aqueous ethanol solution supplied to the membrane module is 60 ° C ± 1 ° C
Adjusted to. For the membrane module of 4, a plate-and-frame type membrane module having an effective membrane area of 10 cm × 10 cm was used. The separation membrane is made of poly [1
-(Trimethylsilyl) -1-propyne] film
Ten sheets were used to form a membrane module with a total effective area of 0.1 m 2 . As the mechanical booster pump 5, a roots pump with a displacement of 108 m 3 / hour with an electric motor of 0.4 kw / hour was used. The above-mentioned poly [1- (trimethylsilyl) -1-propyne] is a film material known from JP-A-60-75306.
真空ポンプ7には、0.75kw/時の電動機付の排気量330l/
分の油回転ポンプを、コールドトラップ6の後に連結し
て使用した。膜モジュールの二次側の真空度は真空計で
リーク弁を作動させて調節した。メカニカルブースタポ
ンプ出口側すなわちコールドトラップ入口の真空度もコ
ールドトラップと油回転式真空ポンプの間に設けたリー
ク弁で調節した。コールドトラップには内容量4lのコイ
ル式の−20℃〜−100℃の範囲で冷却温度を調節しうる
トラップを−50℃に設定して用いた。The vacuum pump 7 has a displacement of 330 l / 0.75 kw / hour with an electric motor.
A minute oil rotary pump was used, connected after the cold trap 6. The degree of vacuum on the secondary side of the membrane module was adjusted by operating a leak valve with a vacuum gauge. The degree of vacuum at the mechanical booster pump outlet side, that is, the cold trap inlet was also adjusted by a leak valve provided between the cold trap and the oil rotary vacuum pump. As the cold trap, a coil type trap having a capacity of 4 liters, which can control the cooling temperature in the range of -20 ° C to -100 ° C, was used at -50 ° C.
メカニカルブースタポンプの回路を閉鎖してモジュール
の二次側、すなわち、メカニカルブースタポンプの入口
側圧力が10mmHgに到達した後、メカニカルブースタポン
プを運転し、回路9を閉鎖して約2時間ならし運転をし
た。ならし運転後、コールドトラップを切換え、4時間
運転しその間の運転状態を測定記録し、透過蒸気を捕集
してエタノール濃度の測定を行った。エタノール濃度は
ガスクロマトグラフィーで測定した。その結果、膜モジ
ュール二次側の真空度1.5mmHg、メカニカルブースタポ
ンプ出口側圧力を30mmHgに容易に保持することができ
た。油回転式真空ポンプには排気量60ml/分以下の0.2kw
/時程度の電動機付真空ポンプでも充分であることが分
った。た。トラップ捕集されたエタノール水溶液の量は
472gで濃度61.5%であった。After closing the circuit of the mechanical booster pump and the pressure on the secondary side of the module, that is, the inlet side of the mechanical booster pump has reached 10 mmHg, operate the mechanical booster pump and close the circuit 9 to break in for about 2 hours. Did. After the break-in operation, the cold trap was switched and the operation state was measured for 4 hours and recorded during that time, and the permeated vapor was collected to measure the ethanol concentration. The ethanol concentration was measured by gas chromatography. As a result, the degree of vacuum on the secondary side of the membrane module and the pressure on the outlet side of the mechanical booster pump could be easily maintained at 1.5 mmHg and 30 mmHg, respectively. The oil rotary vacuum pump has a displacement of 60 ml / min or less and 0.2 kw.
/ It has been found that a vacuum pump with an electric motor for about an hour is sufficient. It was The amount of the aqueous ethanol solution trapped is
The concentration was 61.5% at 472 g.
(比較例) 実施例に準じて運転したが、メカニカルブースタポンプ
を運転せず、330l/分の排気量の油回転真空ポンプだけ
で比較試験を行なった。その結果、膜モジュール二次側
の到達真空度は1.7mmHgで、1.5mmHg以下の真空度にする
ためには、より排気量の大きい真空ポンプが必要である
ことが分った。コールドトラップに捕集されたメタノー
ル水溶液は、実施例と同じく4時間で346gで、エタノー
ル濃度は49.7%であった。エタノールの捕集量と実施例
との差は約120gであり、実施例と同等の捕集率を得るに
は、−75℃以下に冷却しなければならないことが分っ
た。(Comparative Example) The comparative example was operated according to the example, but the mechanical booster pump was not operated, and the comparative test was performed only with the oil rotary vacuum pump having a displacement of 330 l / min. As a result, it was found that the ultimate vacuum degree on the secondary side of the membrane module was 1.7 mmHg, and a vacuum pump with a larger displacement was necessary to achieve a vacuum degree of 1.5 mmHg or less. The aqueous methanol solution collected in the cold trap was 346 g in 4 hours and the ethanol concentration was 49.7% as in the example. The difference between the collected amount of ethanol and the example was about 120 g, and it was found that cooling to −75 ° C. or lower was necessary to obtain a collection rate equivalent to that of the example.
[発明の効果] (1)メカニカルポンプと回転式真空ポンプにより、コ
ールドトラップ入口の真空度を調節することができ、冷
却に要するエネルギーを低減することができる。[Advantages of the Invention] (1) The mechanical pump and the rotary vacuum pump can adjust the degree of vacuum at the cold trap inlet, and the energy required for cooling can be reduced.
(2)メカニカルブースタポンプと回転式ポンプとの組
み合せにより、より少ない消費電力量で、パーベーパレ
ーション法膜モジュールの二次側を所望の真空度に保持
することができ、膜性能を向上することができる。(2) By combining a mechanical booster pump and a rotary pump, the secondary side of the pervaporation membrane module can be maintained at a desired degree of vacuum with a smaller amount of power consumption, and membrane performance is improved. You can
第1図は、本願発明の構成をフロー図で示したものであ
る。1は供給液層、2は供給液を膜モジュールに循環・
供給するポンプ、3は加熱温度装置、4はパーベーパレ
ーション用膜モジュール、5はメカニカルブースタポン
プ、6はコールドトラップ、7は真空ポンプ、8は供給
液のリターン回路、9はメカニカルブースタポンプに対
するバイパス回路を示す。FIG. 1 is a flow chart showing the configuration of the present invention. 1 is a supply liquid layer, 2 is a supply liquid circulating through the membrane module
Supplying pump, 3 heating temperature device, 4 pervaporation membrane module, 5 mechanical booster pump, 6 cold trap, 7 vacuum pump, 8 supply liquid return circuit, 9 bypass for mechanical booster pump The circuit is shown.
Claims (6)
で分離する方法において、膜モジュールと真空ポンプと
の間にメカニカルブースタポンプを設け、メカニカルブ
ースタポンプの圧縮比を5倍以上とし、膜モジュールの
二次側の真空度を30mmHg以下に保持することを特徴とす
る有機液体混合物の分離方法。1. A method for separating an organic liquid mixture by a pervaporation method, in which a mechanical booster pump is provided between a membrane module and a vacuum pump, and a compression ratio of the mechanical booster pump is set to 5 times or more. A method for separating an organic liquid mixture, characterized in that the degree of vacuum on the secondary side is maintained at 30 mmHg or less.
する含水液体であることを特徴とする特許請求の範囲第
(1)項記載の有機液体混合物の分離方法。2. The method for separating an organic liquid mixture according to claim 1, wherein the organic liquid mixture is a water-containing liquid containing an organic liquid substance as a main component.
より沸点が低いことを特徴とする特許請求の範囲第
(2)項記載の有機液体混合物の分離方法。3. The method for separating an organic liquid mixture according to claim (2), wherein the organic liquid substance is soluble in water and has a lower boiling point than water.
の間にコールドトラップを設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項記載の有機液体の分離方法。4. A method for separating an organic liquid according to claim 1, wherein a cold trap is provided between the mechanical booster pump and the vacuum pump.
で分離する装置において、膜モジュールと真空ポンプと
の間にメカニカルブースタポンプを設けたことを特徴と
する有機液体混合物の分離装置。5. An apparatus for separating an organic liquid mixture by a pervaporation method, wherein a mechanical booster pump is provided between a membrane module and a vacuum pump.
の間にコールドトラップを設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第(1)項記載の有機液体の分離装置。6. An organic liquid separating apparatus according to claim 1, wherein a cold trap is provided between the mechanical booster pump and the vacuum pump.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61238084A JPH0747111B2 (en) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | Method and apparatus for separating organic liquid mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61238084A JPH0747111B2 (en) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | Method and apparatus for separating organic liquid mixture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6393303A JPS6393303A (en) | 1988-04-23 |
| JPH0747111B2 true JPH0747111B2 (en) | 1995-05-24 |
Family
ID=17024922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61238084A Expired - Lifetime JPH0747111B2 (en) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | Method and apparatus for separating organic liquid mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0747111B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0696096B2 (en) * | 1991-03-25 | 1994-11-30 | 通商産業省基礎産業局長 | Membrane separation device |
| CN105126623A (en) * | 2015-09-22 | 2015-12-09 | 哈尔滨工业大学 | Membrane pervaporation system and method |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60222108A (en) * | 1984-04-20 | 1985-11-06 | Komatsu Ltd | Permeation evaporation separation device |
-
1986
- 1986-10-08 JP JP61238084A patent/JPH0747111B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6393303A (en) | 1988-04-23 |
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